Detection and Molecular Characterization of Methicillin and Vancomycin Resistant Staphylococcus aureus and Sequencing of mecA and arcC Genes among Different Clinical Isolates from Shendi City

Abstract

الملخص

الملخص: لوحظ فى جميع أنحاء العالم ظاهرة زيادة إنتشار المقاومة للمضادات الحيوية المعروفة فى الفترة الاخيرة وهذا الوضع الداكن ينتج من سوء إستخدام المضادات الحيوية وتفتقرالى لوائح نحو السيطرة على معالجة الأمراض المعدية. الهدف: تهدف هذه الدراسة الى تحديد وتيرة المضاد الحيوى الميثسلينوالفانكوميسين المقاوم للبكتيريا الكروية العنقودية الذهبية وإنتاجها الى جينات mecA ,vanA and vanB. وتهدف أيضاَ للمقارنة بين الطريقة التقليدية وطريقة تفاعل البلمرة المتسلسل الطريقة الحديثة للكشف عن الجينات المعزولة من البكتيريا الكروية العنقودية المنهجية: تم جمع300 عينة من العينات السريرية من المرضى الذين يعانون من أمراض مختلفة من مختلف مستشفيات مدينة شندى بولاية نهر النيل فى شمال السودان فى الفترة من أكتوبر2012 الى سبتمبر2013 .تم عزل البكتيريا الكروية العنقودية الذهبية بالطريقة التقليدية وقد حللت لمعرفة قابليتها للمضادات الحيوية الميثسيلينوالفانكوميسين بإستخدام طريقة نشر القرص .وإستخدام الطريقة الحديثة طريقة تفاعل البلمرة المتسلسل للكشف عن الجينات mecA, vanA and vanB. النتيجة: من بين300 كانت 200 عينة بكتيريا عنقودية ذهبية (66.7٪) منها 123تم تحديدها بإعتبارها مقاومة للمثيسلين (61.5٪). 58.5%)) كانت نسبة العنقودات الكروية المقاومة للميثسلين التى تحتوى على mecA جين وذلك عن طريق تفاعل البلمرة المتسلسل و ( 41.5٪) منها سلالات سلبية لاتحتوى على mecA جين . وكانت ثمانية من عدد 123العزلات المقاومة للميثسلين (6.5٪) تم تحديدها بإعتبارها مقاومة للفانكوميسين عند إستخدام الطريقة التقليدية. وعند إستخدام الطرق الحديثة تم الكشف عن 3 فقط (37.5٪) تحتوى على vanB، في حين لم يتم الكشف عن vanA فى أي من العزلات. تعرضت جميع الجينات المعزولة لتسلسل الحمض النووي، وأظهرت محاذاة تسلسل أنه ليس هناك طفرات حدثت فى الجينات المحتوية على mecA وكذلك لم تحدث فى arcC. الإستنتاجات: خلصت الدراسة إلى أنه في حين فشل التضاعف فى جين mecA للبكتيريا العنقودية المقاومة للميثسيلين في المجتمع، ويوصى للبحث عن العوامل الجوهرية الأخرى التي قد تنافس الجينات في إنتاج ظاهرة مماثلة، وأن طريقة تفاعل البلمرة المتسلسل تقنية دقيقة للتحديد الجيني للسلالات بالمقارنة مع الطرق التقليدية وأكثر حساسية وتخصصية, وإستخدام السلالات الجينية vanB لتساعد بشكل فعال في السيطرة وإدارة ظهورعقاقيرمتعددة للبكتريات الممرضة المقاومة للمضادات الحيوية مثل بكتريا المكورة العنقودية الذهبية

ABSTRACT Background: An increased prevalence of MDR phenomenon has been observed worldwide. Among the most threatening antibiotic-resistant pathogens known are MRSA. In many countries, the situation appears dusky due to abuse of antibiotics and lacking of regulations towards controlling the emergence of infectious diseases. Objective: The present study aimed to determine the frequency of methicillin and vancomycin resistant Staph. aureus and also it aimed to detect the presence of mecAgene in MRSA and vanA and vanB by PCR and correlate the results with the conventional methods. Methodology: Three hundred (n= 300), clinical specimens were collected from patients with different diseases from various hospitals at Shendi City, Northern Sudan in the period from October 2012 to September 2013. S. aureus conventional methods and PCR were used for identification scheme. The S. aureus were analyzed for their susceptibility to different antibiotics using disk diffusion method. All MRSA isolates were subjected to PCR to amplify mecA gene, while VRSA were tested for the presence of vanA and vanB gene. Results: Of the total 300 clinical specimens (200) were confirmed as S. aureus (66.7%) among which 123(61.5%) were identified as MRSA, 58.5% from MRSA was detect mecA gene by PCR, while 41.5% of MRSA strains were mecA gene negative. While all MSSA showed negative results for mecA gene. Eight out of the 123 MRSA isolates (6.5%) were identified as VRSA when using conventional DST method, vanB was detected among only 3 VRSA isolates (37.5%) while vanA was not detected in any isolates. All isolated genes were subjected to DNA sequencing, the sequence alignment showed that no mutation was carried or detected in the mecA gene or in arcC genes. Conclusions: The study concluded that while amplification of mecA gene failed to detect all MRSA strains in the community, it is highly recommended to search for other intrinsic factors that may compete mecAgene in producing similar phenomenon, also it concluded that PCR assay was rapid and accurate technique for the identification of vanB gene of VRSA strains as compared to the conventional methods since the time was taken is less and can help efficiently in controlling and management of the emergence of multi drugs resistant pathogen such as S. aureus.